题目内容

18．在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止（如图甲所示），图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象（g取10N/kg）．则：
（1）分析图象BC段，可得结论：物体在完全浸没液体之前，浸入液体的深度越深，所受浮力越大；
（2）分析图象CD段，可得结论：浸没于液体中的物体所受的浮力与浸没深度无关；
（3）分析图象可知，圆柱体质量为多少？
（4）根据题目所提供的相关信息，还可以求出其它一些物理量，请你提出两个求其他物理量的问题并加以解答．

分析 由题知，物体缓慢下落，整个过程中物体受力平衡，图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系：
（1）分析BC段，为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，弹簧测力计的读数逐渐变小，由图知浮力的变化；
（2）分析图象CD段，物体全部浸没水中，根据图线的变化得出浮力的变化；
（3）分析图象AB段，物体还没浸入水中，由二力平衡知物重；利用G=mg可求质量．
（4）利用F浮=G-F拉；由阿基米德原理求出V排，V物=V排；再由 $ρ=\frac{m}{V}$求出物体的密度．

解答 解：（1）分析图象BC段，物体没有完全浸没，在液体中的深度逐渐增加，测力计读数在减小，说明物体受到的浮力也在逐渐增大．
（2）从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，且随着深度的增加，测力计的示数不变，可知浸没于液体中的物体所受的浮力与浸没的深度无关；
（3）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N．
圆柱体质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg；
（4）问题一：圆柱体浸没时受到的浮力为多少？
由图象可知，从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析，根据平衡关系可知，F浮=G-F拉=12N-4N=8N；
问题二：圆柱体的体积为多少？
由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10-4m3
V物=V排=8×10-4m3
问题三：圆柱体的密度为多少？
圆柱体的密度：
ρ=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{1.2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3．
答：
（1）物体在完全浸没液体之前，浸入液体的深度越深，所受浮力越大；
（2）浸没于液体中的物体所受的浮力与浸没深度无关；
（3）圆柱体质量为1.2kg；
（4）问题一：圆柱体浸没时受到的浮力为多少？（圆柱体浸没时受到的浮力为8N．）
问题二：圆柱体的体积为多少？（圆柱体的体积为8×10-4m3）
问题三：圆柱体的密度为多少？（圆柱体的密度为1.5×103kg/m3．）

点评 本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．

练习册系列答案
相关题目
8．要测定一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率．

（1）按图1电路图连接图2实物电路．
（2）电路接通后，调节滑动变阻器滑片的位置，小灯泡始终不发光，电压表始终没有示数，电流表有示数且随滑片的位置变化而变化．导致这种现象可能的原因是：灯泡短路．
（3）小灯泡正常发光时，电流表指针的位置如图3所示，则通过小灯泡的电流是0.26A，小灯泡的额定功率是0.65W．
（4）规格为“3.8V  0.3A”“2.5V  0.3A”的小灯泡，其外形一样．为鉴别它们，某同学将这两个小灯泡同时接入电路中，通过观察它们的亮度，很容易就将它们鉴别出来了．请画出他所连接的完整的电路图，并对他的鉴别方法进行简要解释．
9．质量相等的甲、乙两实心小球，密度之比ρ1：ρ2=1：2，则甲、乙两球的体积之比V1：V2=2：1，将它们分别放入水中静止时，两球所受的浮力之比F1：F2=6：5，则甲球静止时必处于漂浮（漂浮/沉底），甲球的密度为0.6×103kg/m3．
6．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S断开时，电流表的示数为0.1A；当开关S闭合时，电流表的示数为0.5A．则R1与R2的阻值之比是4：1，闭合S后，R1与R2消耗的电功率之比是1：4．
13．在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中，进行了如图所示的操作，请你解答下列问题：
（1）甲、乙两图是探究液体压强与液体深度的关系；
（2）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否相关，应选择丙和丁两图进行对比，结论是：液体压强与盛液体容器形状无关（填“有关”或“无关”）；
（3）选用乙、丙图进行对比，是为了探究液体压强与液体密度的关系．
3．关于光现象与其形成原因，下列对应关系错误的是（　　）
A．毕业合影--光的折射B．海市蜃楼--光的色散
C．镜花水月--光的反射D．立竿见影--光的直线传播
2．阅读下面的材料，回答问题
物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力．流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小．物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见表．（g取10N/kg）
小球编号123
小球质量（g）2545
小球半径（×10-3m）5515
小球的收尾速度（m/s）164040
（1）1号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N．
（2）半径相同的小球，质量大（选填“大”或“小”）的收尾速度大．
（3）对于3号小球，当速度为20m/s时，空气阻力小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）重力．
（4）轿车的外形常做成流线型，目的是减小空气阻力．
（5）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议．
19．小明参观战士操练时，发现战士们手榴弹的投掷距离不同．他猜想手榴弹的投掷距离可能与投掷的角度和出手时的速度有关．回家后，他利用两把射出水流速度不同的水枪进行如图探究．

表一（探究一的实验数据）
 实验序号 枪管与水平方向的夹角θ 水流落地点与枪口的水平距离s/m
 1 20° 5.3
 2 30 5.8
 3 40 6.0
 4 50 5.6
 5 60 4.7
表二（探究二的实验数据）
 实验序号 枪管与水平方向的夹角θ 水流落地点与枪口的水平距离s/m
 6 20 7.7
 7 30 8.8
 8 40 9.3
 9 50 8.9
 10 60 7.6
问：（1）从水枪口射出的水流，由于惯性仍能继续运动，最终落到地面，是由于受到重力的作用．
（2）在研究水流落地点与枪口的距离s与枪管和水平方向夹角θ的关系时，要保持水流射出时的速度不变．
（3）①分析表一（或表二）的数据，可初步得出：在水流射出时速度相同的情况下，枪管与水平方向的夹角为40°时，射出的水平距离最大．
②分析实验序号为1、6（2、7或3、8等）的数据，可初步得出：在枪管与水平方向的夹角相同时，水流射出时的速度越大，水流射出的水平距离越大．
（4）实际上影响投掷距离还有其它因素，请你猜想：战士的投掷距离还可能与高度等有关．
20．关于微观粒子，下列说法中正确的是（　　）
A．组成固体和液体的分子间是没有空隙的
B．0℃时所有物质的分子都是静止不动的
C．所有分子都在永不停息做无规则运动
D．组成固体的分子是静止不动的

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网